DE1544761A1 - Process for the production of polyvinyl chloride suitable for age-resistant plastisols - Google Patents
Process for the production of polyvinyl chloride suitable for age-resistant plastisolsInfo
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Description
Yerfahren zur Herstellung von für alterungsbeständige Plastisole geeignetem PolyvinylchloridProcess for the production of non-aging plastisols suitable polyvinyl chloride
Es ist "bekannt, aus Polyvinylchlorid, das nach dem Emulsionsverfahren hergestellt wurde mehr oder weniger viscose Pasten zu bereiten, indem man das Produkt auf bestimmte Korngrößen zerkleinnert und mit Weichmachern-vermischte Die Fließeigensch'af ten dieser Massen hängen im wesentlichen von der Korngrößenverteilung des Polyvinylchlorids und von der Weichmacherart ab. Die meisten auf dem Harkt befindlichen Polyvinylchlorid-Typen, die für sogenannte Piastisole geeignet sind, haben den ifachteil, daß sie als Pasten altern, da das Polyvinylchlorid auch bei normaler Zimmertemperatur weichmacherlöslich ist, so daß eine Yiscositätssteigerung schon nach kurzer Standzeit festzustellen ist· Je nach deii Yerarbeitungs verfahr en werden niedrig- oder hochviscose i'ypen benötigt. Es gelang z.B. durch Zusatz von Alkalisalzen der Polyacrylsäure, die Yiscosität der Plastisol« zu erhöhen, ohne das Fließverhalten zu beeinflussen. Umgekehrt kann man durch Zusatz von Polyvinylchlorid mit einer gröberen Korngrößenverteilung die Yiscosität erniedrigen. Die gewünschte Einstellung der Yiscosität in Verbindung mit dem gewünschten Fließverhalten (pseudoplastisch,.thixotrop, newtonisch, dilatant oder rheopect, vergl. Rubber and Plastics Age, Febr. 1961» Seiten 183-186) ist aus einer vorgegebenen Polyvinylchlorid-Type auch mit verschiedenen Weichmachern und Zusätzen kaum möglich· Die Yersxiohö, durch andere Zusätze wie Polymer-Lösungen oder andere Polyvinylchlorid-Typen die gewünschte üinstellung zu erhalten, sind zeitraubend und nicht immer reproduzierbar.It is "known from polyvinyl chloride, which is produced by the emulsion process was made to prepare more or less viscous pastes, by comminuting the product to specific grain sizes and mixing it with plasticizers. The flow properties of these The masses depend essentially on the particle size distribution of the polyvinyl chloride and on the type of plasticizer. Most Polyvinyl chloride types found on the Harkt, for so-called Plastisols are suitable have the disadvantage that they as pastes because the polyvinyl chloride can also age at normal room temperature is plasticizer-soluble, so that an increase in viscosity can be determined after a short standing time · each According to the processing method, they become low or high viscose i'ypes needed. This was achieved, for example, by adding alkali salts polyacrylic acid, the viscosity of plastisol ” increase without affecting the flow behavior. Conversely, you can add polyvinyl chloride with a coarser grain size distribution lower the viscosity. The desired setting of the viscosity in connection with the desired flow behavior (pseudoplastic, thixotropic, Newtonian, dilatant or rheopect, see Rubber and Plastics Age, Febr. 1961 »pages 183-186) is hardly possible from a given type of polyvinyl chloride, even with various plasticizers and additives Yersxiohö, through other additives such as polymer solutions or others Polyvinyl chloride types to obtain the desired setting, are time consuming and not always reproducible.
Die meisten Pasten-Polyvinylchlorid-Sorten haben auch größere Teilchen und damit den Hachteil, daß sie stippige Plaatisole ergeben· Diese führen beaondere bei der Herstellung von dünnen FiI-men zu unregelmäßigen Oberflächen und sohlechten mechanischenMost types of paste polyvinyl chloride also have larger sizes Particles and with them the disadvantage that they result in speckled plaat sols. These lead particularly in the production of thin films to irregular surfaces and poor mechanical properties
909816/0679 .2 -909816/0679. 2 -
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1 C / / T £51 C / / T £ 5
Werten des plastifizierten Materialso Ferner haben sxe den Nachteil, daß "bei hoher Y/eichstellung die Plastisol© zum Sedimenti er en neigen,, "Will man diese Nachteile vermeiden, müssen die Plastisole auf Farbreibstühlen oder ähnlichen Maschinen homogenisiert werden. Die Alterungsbeständigkeit wird dadurch beträchtlich verringert.Values of the plasticized material o Furthermore, sxe have the disadvantage that "if the calibration is high, the plastisol © tend to sediment". The aging resistance is thereby considerably reduced.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von für alterungsbeständige Plastisole geeignetem Polyvinylchlorid, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man geöen mechanische Beanspruchung, schwache illektrolyte und Sedimentation stabilen Polyvinylchlorid-Dispersionen fettsäuren mit 8 bis 22 C-Atomen, vorzugsweise 10 bis 18 C-Atomen, bzw· deren Ammon- oder aliphatische Aminsalze oder die entsprechenden Fettalkohole, oder Gemische aus solchen Substanzen in einex* Menge von 0,1 bis 5 fo, vorzugsweise 0,5 bis 2 $, zuemulgiert, die erhaltenen Emulsionen unter Zerstäubung trocknet und das Produkt vermahlt. Zweckmäßig arbeitet man dabei so, daß man die Emulsionen vor der Zerstäubungstrocknung bis zu 60 Minuten, vorzugsweise 5 bis 15 Minuten, auf eine höhere Temperatur, ggfs. bis 90 C, erwärmt.The present invention is now a process for preparing suitable for aging-resistant plastisols of polyvinyl chloride, which is characterized in that ge ö en mechanical stress, weak illektrolyte and sedimentation stable polyvinyl chloride dispersions fatty acids having 8 to 22 carbon atoms, preferably 10 to 18 carbon atoms, or their ammonium or aliphatic amine salts or the corresponding fatty alcohols, or mixtures of such substances are emulsified in an amount of 0.1 to 5 %, preferably 0.5 to 2%, the resulting emulsions with atomization dries and the product is ground. It is expedient to work in such a way that the emulsions are heated to a higher temperature, if necessary up to 90 ° C., for up to 60 minutes, preferably 5 to 15 minutes, before spray drying.
Es wurde nämlich gefunden, daß durch Zugabe von Fettalkoholen zu einem auspolymerisierten Polyvinylchlorid-Latex und anschließende Aufarbeitung in einem Zerstäubungstrockner eine über mehrere Tage alterungsstabile Paste unter Zusatz von Phth.alatweichiaach.ern zu. erhalten ist, die je nach Menge des Fettalkoholzusatzes niedrigIt has been found that by adding fatty alcohols to a fully polymerized polyvinyl chloride latex and subsequent processing in an atomization dryer one over several Days aging-resistant paste with the addition of phthalate softeners to. is obtained, which is low depending on the amount of fatty alcohol added
viscos ist und einen pseudoplastischen Fluß - im Extremfalle einen salbenartigen Zustand - zeigt. Dieses Fließverhalten ist besonders erwünscht, wenn man einseitig Gewebe mit dieser Paste bestreichen will oder nach dem i'auchverfahren arbeitet. Die Al- , terungsbeständigkeit dieser "Salben" kann erhöht werden, wenn der Latex vor seiner Aufarbeitung, aber unter .Zusatz von Fettalkoholen für kurze Zeit auf eine erhöhte Temperatur, z.B. 60 800C gebracht wird. Noch bessere Ergebnisse kann man erzielen, wenn man zu dem oben beschriebenen Latex ein in Wasser lösliches Fettsäuresalz des Ammoniums oder von'Alkylaminen - worunter auch Alkylolamine verstanden werden sollen - bringt. Das Polyvinylchlorid wird dadurch in der Paste noch weniger löslich und damit visoositätsstabiler bei Zimmertemperatur oder schwach erhöhter Temperatur. Erst oberhalb einer bestimmten Temperaturviscos and a pseudoplastic flow - in extreme cases an ointment-like state - shows. This flow behavior is particularly desirable if you want to coat fabric on one side with this paste or if you work according to the dip process. The Al, Chipping resistance of these "ointments" may be increased if the latex is brought 60 80 0 C before its processing, but under .Zusatz of fatty alcohols for a short time at an elevated temperature, for example. Even better results can be achieved if a water-soluble fatty acid salt of ammonium or of alkylamines - which are also to be understood as alkylolamines - is added to the latex described above. This makes the polyvinyl chloride even less soluble in the paste and thus more stable in terms of viscosity at room temperature or at a slightly elevated temperature. Only above a certain temperature
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- etwa 80-C - tritt dann die schnelle, gewünschte Gelatinierung .ein. Dagegen erhält man dünnflüssige, schwach thixotrope, fast nevrtonische Plastisole, wenn man zur Ausgangs-Üiaulsion freie Fettsäuren zugibt und anschließend durch Zerstäubungstrocknung aufarbeitet» ~j)as anfallende Polyvinylchlorid kann auf entsprechenden Zerkleinerungsmaschinen gemahlen werden,, Bas erhaltene Polyvinylchlorid-Pulver läßt sich mit allen üblichen Weichmachern bis zu einem Feststoffgehalt von 70 rfo zu mehr oder weniger viscosen, vom Festgehalt abhängigen Pasten abmischen, die stippenfrei und alterunysstäbil sind« Die Alterungs-Stabilität kann durch das vorhergehende Anheizen der Emulsion, wie oben beschrieben, noch erhöht werden (bis zu 39 Tagen). Diese Pasten eignen sich besonders für das Schleuder- oder Rotations^ußverfahren und geben beim Gelatinieren sehr glatte und ebene Oberflächeno Die beschriebenen Fließeigenschaften verlangen relativ niedere Ausgangstemperaturen bei der Zerstäubung, ' d.h.«, möglichst unter 70 C-, "Till man dilatante bis rheopecte Pasten erhalten, so muß unter denselben Zusätzen'bei höherer Ausgangstemperatur, z.S0 bei 80 - 85 C, zerstäubt werden.- about 80-C - the quick, desired gelatinization then occurs. On the other hand, thin, weakly thixotropic, almost non-toxic plastisols are obtained if free fatty acids are added to the starting emulsion and then worked up by spray drying Mix the usual plasticizers up to a solids content of 70 rfo to form more or less viscous pastes, depending on the solids content, which are free of specks and resistant to aging Days). These pastes are particularly suitable for the spin or rotation ^ ußverfahren and enter the gelation very smooth and flat Oberflächeno The flow properties described require relatively low starting temperatures for atomization, 'ie, "if possible under 70 C -," Till you dilatant to rheopecte pastes to 85 C, atomised - obtained, so a higher starting temperature, zS 0 at 80 under the same must Zusätzen'bei.
Ein Polyvinylchlorid-Latex mit einem Fest stoff gehalt von 48 f°f unter Zusatz von Hersolat K JO,(Handelsname) Phosphatpuffer und Wasserstoffperoxyd nach einem üblichen Polymerisationsverfahren hergestellt wurde und eine hohe mechanische Stabilität zeigt, wurde unter Einemulgierung von'1 'fo Fettsäuregemisch, einem sog. Eokosoel-Fettsäureverschnitt aus Cj0- Cjfi ~ Säure versetzt, 10 Minuten auf '80 G aufgeheizt und anschließend bei einer 'i'rockenluftausgangstemperatur zwischen 55 und 65 C (gemessen an der Irennstelie von feuchter Luft "und Polyvinylchlorid) durch Zerstäubungstrocknung aufgearbeitet. Das Produkt läßt sich auf hochtourigen Stiftnühlen vom i'yp Colloplex auf eine 'feilchengrÖße von 2 my und kleiner desagglomerieren, liach Abmischung mit 40 "/ο Diox-frylphthalat erhält man ein lagerbeständiges, stippen- . freies Plastisol, das man ohne Homogenisiermaschinen verarbeiten kann. Die Viscosität dieser 60 $£igen Polyvinylehlörid-Paste beträgt nur 4 000 cP (gemessen im Brookfield Tiscosimeter Rl1S 1J mit Spindel 6 bei 100 TJpM»^200C)«, Nach 15 Tagen bzw«, 30 TagenA polyvinyl chloride latex with a solids content of 48 f ° f with the addition of Hersolat K JO, (trade name) phosphate buffer and hydrogen peroxide was prepared according to a conventional polymerization process and shows high mechanical stability, was emulsified with emulsification of '1' fo fatty acid mixture, a so-called. Eokosoel fatty acid blend of Cj 0 - Cj fi ~ acid added, heated to 80 G for 10 minutes and then at a dry air outlet temperature between 55 and 65 C (measured at the Irennstelie of moist air and polyvinyl chloride) by spray drying worked up. The product can be at high speed from the Stiftnühlen i'yp Colloplex a 'feilchengrÖße of 2 my smaller and deagglomerate, liach admixture with 40 "/ ο Diox-frylphthalat obtained a storage stable, speck. free plastisol that can be processed without homogenizing machines. The viscosity of this 60 $ polyvinyl chloride paste is only 4,000 cP (measured in the Brookfield Tiscosimeter Rl 1 S 1 J with spindle 6 at 100 TJpM "^ 20 0 C)", after 15 days or "30 days
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Standzeit bei Zimmertemperatur war die Yiscosität unverändertβ Life at room temperature was unchanged β the Yiscosität
Jeispiel 2; ' Example 2; '
v/ie Beispiel 1, aber ohne aufheizen der lümulsion. Man erhält unter den oben beschriebenen bedingungen ein Plastisol, das einen ps-eudoplastischen Fluß zeigt, eine Anfangs-Viscosität von 4000 cP besitzt, die nach 10 Ta^en Standzeit auf 8000 cP angestiegen .ist»v / ie example 1, but without heating the lümulsion. You get under the conditions described above, a plastisol that shows ps eudoplastic flow, initial viscosity of 4000 cP, which after 10 days of standing to 8000 cP has risen »
Beispiel 5*- ■ Example 5 * - ■
Sine Emulsion wird unter Zusatz von 1 fi 3?ettsäureamiaonsalz (C^/C.q Säure) versetzt und 10 I.Iinuten auf 60 C aufgeheizt» Nach der Aufarbeitung und mischung mit 50 °/° Tieichmacher erhält man eine stark thixotrope faste, deren Aus£angsviscosität bei UpM = 2 000 cP ist. Bei einer Umdrehung misst man eine Viacosität von 20 000 cPoSine emulsion is the addition of 1 fi 3? Ettsäureamiaonsalz (C ^ / Cq acid) was added and 10 I.Iinuten to 60 C heated "After the work-up and mix with 50 ° / ° Tieichmacher obtained a highly thixotropic chamfered whose From £ angular viscosity at rpm = 2,000 cP. A viacosity of 20,000 cPo is measured with one rotation
9 0 9 8 16/0679 *A° 9 0 9 8 16/0679 * A °
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